《细胞》研究刷新认识 撑不撑还得问肠道

你或许会说，感觉胃撑了，就知道该停嘴了。事实与直觉有所不同。加州大学旧金山分校（UC San Francisco）的Zachary Knight教授领导的这项新研究发现，肠道发出“吃撑”的信号对于抑制进食起着更大的作用。这一意外发现也为减肥手术如何起效提供了有力解释。

在胃和肠道，有大量的神经末梢在监测内脏的各种情况，比如压力、牵张、疼痛、温度、特定化学物质等，这些收集信息的神经，也就是迷走神经，会向大脑中枢发送信号。

科学家们观察神经末梢的形态结构发现，汇报胃肠道信息的迷走神经可以分为三类：在肠道内层，排列着粘膜末梢，可检测激素水平，从而向大脑反映营养吸收状况；在围绕胃和肠道的肌肉层，有一类特殊的机械敏感性受体，被称为神经节内板状末梢（简称为IGLE），感受牵拉扩张；还有一类在肌内排列的神经末梢（IMA），功能还不太清楚。

▲典型的几类迷走神经元感觉末梢（图片来源：参考资料[1]）

作为信息从肠道传输到大脑的主要神经通路，迷走神经被阻断或受刺激时，会改变动物的食欲。可是，具体什么类型的迷走神经，收集什么样的信号，让大脑知道我们吃没吃饱呢？

为了破解这个未知谜题，“我们决定首次利用现代遗传学技术系统地研究构成这条通路的细胞类型。”第一作者Ling Bai博士说。

于是，先借助单细胞RNA测序，研究人员对小鼠的迷走神经细胞展开了“人口普查”，把不同的分子特征与不同的神经末梢结构和功能关联起来。

接下来，有了特定的分子标签，Bai博士和同事们采用光遗传学技术，通过特殊的光照有选择地刺激各类迷走神经元，测试究竟是哪一类细胞能让小鼠停止进食。

▲不同分子标记物可以区分胃肠道不同位置、不同类型的迷走传入神经（图片来源：参考资料[1]）

和预想的一样，刺激胃部的IGLE神经元，也就是出现“胃撑了”的信号，会抑制小鼠进食。然而，令人惊讶的是，当刺激肠道的IGLE神经元，“肠撑了”的信号会更加有效地让小鼠停止进食，哪怕这些小鼠经过禁食正饿着肚子呢；而一旦撤除刺激，小鼠很快恢复胃口。

与此同时，当刺激肠道的这类机械感受器，研究人员观察到大脑中枢负责饥饿感的神经元确实会受到持久的影响，进一步证实肠子吃撑后脑子才强烈“醒悟”不能再吃了。

更令研究者没想到的是，肠道中感受各种激素的粘膜末梢在受到刺激时，并不能影响动物进食。“这一点完全出乎意料，因为几十年来，这个领域普遍认为，胃扩张的感受器感知进食量，而肠道的激素受体感知摄入的能量。”Bai博士说。

▲感受肠道扩张的迷走神经（Oxtr标记）受到刺激，小鼠进食受到抑制（图片来源：参考资料[1]）

这些意外的结果也为确定减肥手术为什么有效提供了全新的解释。

在治疗极端肥胖症患者时，有一类减肥手术是切除一部分肠胃减小肠道，可以有效帮助患者减少食欲和减轻体重。过去大家猜测，这种手术之所以能神奇地抑制饥饿感，可能是因为食物可以迅速从胃进入肠道，但为什么有奇效，背后的原因并不清楚。而综合这项研究的发现，食物快速进入肠道，可以很快拉伸肠道，激活迷走神经的机械感受器，从而有力地发出停止进食的信号。不过Knight教授也谨慎地表示，这种观点还需要进一步验证。

▲本研究的第一作者Ling Bai博士和通讯作者Zachary Knight教授（图片来源：UCSF官网，Knight课题组）

有趣的是，不久之前Knight教授课题组还颠覆性地发现，“口渴”的感觉也不光是喉咙发出的信号，而是受到肠道的调控。（相关阅读：《自然》同日两篇“重口味”研究，科学家找到了控制吃盐和喝水的神经机制）

对于“饮食”大事，我们的认识在不断进步。